1、一、风机概述风机是依靠输入的机械能，提高气体压力并排送气体的机械，它是一种从动的流体机械。风机广泛用于工厂、矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和建筑物的通风、排尘和冷却；锅炉和工业炉窑的通风和引风；空气调节设备和家用电器设备中的冷却和通风；谷物的烘干和选送；风洞风源和气垫船的充气和推进等。风机的工作原理与透平压缩机基本相同，只是由于气体流速较低，压力变化不大，一般不需要考虑气体比容的变化，即把气体作为不可压缩流体处理。 风机历史风机已有悠久的历史。中国在公元前许多年就已制造出简单的木制砻谷风车，它的作用原理与现代离心风机基本相同。1862 年，英国的圭贝尔发明离心风机，其叶轮、机壳为同心圆型，机壳
2、用砖制，木制叶轮采用后向直叶片，效率仅为 40左右，主要用于矿山通风。1880 年，人们设计出用于矿井排送风的蜗形机壳，和后向弯曲叶片的离心风机，结构已比较完善了。1892 年法国研制成横流风机；1898 年，爱尔兰人设计出前向叶片的西罗柯式离心风机，并为各国所广泛采用；19 世纪，轴流风机已应用于矿井通风和冶金工业的鼓风，但其压力仅为100300 帕，效率仅为 1525，直到二十世纪 40 年代以后才得到较快的发展。1935 年，德国首先采用轴流等压风机为锅炉通风和引风；1948 年,丹麦制成运行中动叶可调的轴流风机；旋轴流风机、子午加速轴流风机、斜流风机和横流风机也都获得了发展。风机分类风
3、机分类可以按气体流动的方向，分为离心式、轴流式、斜流式和横流式等类型。风机根据气流进入叶轮后的流动方向分为：轴流式风机、离心式风机和斜流(混流)式风机。风机按用途分为压入式局部风机(以下简称压入式风机)和隔爆电动机置于流道外或在流道内，隔爆电动机置于防爆密封腔的抽出式局部风机(以下简称抽出式风机)。风机性能参数风机的性能参数主要有流量、压力、功率，效率和转速。另外，噪声和振动的大小也是主要的风机设计指标。流量也称风量，以单位时间内流经风机的气体体积表示；压力也称风压，是指气体在风机内压力升高值，有静压、动压和全压之分；功率是指风机的输入功率，即轴功率。风机有效功率与轴功率之比称为效率。风机全压
4、效率可达 90。未来 风机发展 将进一步提高风机的气动效率、装置效率和使用效率，以降低电能消耗；用动叶可调的轴流风机代替大型离心风机；降低风机噪声；提高排烟、排尘风机叶轮和机壳的耐磨性；实现变转速调节和自动化调节。二、风机的主要故障原因在风机的运转过程中，可能发生某些故障，对于所产生的故障，对于所产生的故障，必须迅速查明原因，及时解决，防止事故的发生。 风机的主要故障有：1、轴承箱剧烈振动A：风机轴与电机轴不平行，皮带轮槽错位；B：机壳或进风口与叶轮磨擦；C：基础的刚度不够或不牢固；D：叶轮铆钉松动或轮盘变形；E：叶轮轴盘与轴松动；F：机壳与支架、轴承箱与支架、轴承箱盖与座等联接螺栓松动；G：
5、风机进出气管道的安装不良；H：转子不平衡。2、轴承温升过高A：轴承箱剧烈振动；B：润滑油脂质量不良、变质、含有灰尘、粘砂、污垢等杂质；C：轴承箱盖、座联接螺栓之紧力过大或过小；D：轴与滚动轴承安装歪斜，前后二轴承不同心；E：滚动轴承损坏。3、电机电流过大和温升过高A：开车时进气管内阀门或节流阀未关严；B：流量超过规定值，或风管漏气；C：风机输送气体密度过大；D：电机输入电压过低或电源单相断电；E：受轴承箱剧烈振动的影响；F：风机工作情况恶化，或发生故障。三、风机振动、电机电流过大或温升过高故障剖析风机振动 （原因及其检查对策）风机安装不水平有偏斜重新找平，进行调整基础刚度不够或不够牢固进行加固
6、 叶轮失去原平衡精度重新校正平衡 风机支承部件联接松动或减震座破损拧紧有关联接件或更换新的减震台座 风机进出口管道安装不良，产生共振拧紧有关联接件动叶积灰，污垢过量或腐蚀严重重新调整或修理清洗或更换叶片 电机电流过大或温升过高流量超过规定值或风管漏风关小调节阀，检查是否漏风输出气体的密度增大，使压力增大查明原因，如气温过低应于提高或减少风量 电机本身原因检修或更换电机 通风机联合工作恶化或管网故障查明原因、调整、检修风道阻力过大，电机超负荷运行调整管道四、怎样对通风机进行维护为了避免由于维护不当而引起人为故障的发生，预防风机及电机各方面的自然故障及事故的发生，从而充分发挥设备的性能，延长设备的
7、使用寿命，必须加强风机的维护。风机维护人员必须注意下列各点：1、只有在风机设备完全正常情况下方可运转。2、如风机设备在检修后开动时，则需注意风机各部位是否正常。3、定期清除风机及气体输送管道内部的灰尘、污垢及水等杂质、并防止锈蚀。4、对风机设备的修理，不许在运转中进行。五、风机正常运转中的注意事项风机正常运转中需要的注意事项如下：1、如发现流量过大，不符合使用要求，或短时间内需要较小的流量，可利用节流装置进行调节。 2、对温度计及油标的灵敏性定期检查，并应控制轴承箱油位在规定的允许范围内。3、在风机的开车、停车或运转过程中，如发现不正常现象时，应立即进行检查。4、对检查发现的小故障，应及时查明
8、原因，设法消除或处理，如小故障不能消除，或者发现大故障 时，应立即进行检查。5、除每次拆修后，应更换润滑油外，还应定期更换润滑油。6、对 E 式传动的轴承座应定期（季度）检查，清洗和补加润滑油，以防轴承烧坏。六、屋顶轴流风机的安装及维护说明屋顶轴流风机的安装及维护说明如下：1、安装基础须高出屋面，表面要求平整，以防渗水漏水，并须预埋好地脚螺栓。2、风机底座与基础之间加垫一层 5mm 橡胶板，以减少振动，地脚螺栓应配有弹簧垫圈，防止使用时 松动。3、调试运转前应详细检查风机各部件，转动叶轮应无呆滞和卡、擦现象。4、试运转初，先点动电机检查叶轮旋转方向是否正确（向下看叶轮应逆时针旋） 。5、试运转
9、时或正常使用中应无异常，电压、电流、振动、噪声均应在正常范围内。6、在运转中，碰到下列情况应立即停机，查明原因，待故障排队后方可启动。 发生强烈振动 噪声突然加大或发出异常响声 电机冒白烟 电机、轴承座温升过高。7、当风门为电动风门，风机开启时先开风门；关闭时，先关闭风机再关闭风门。8、开始运转 72 小时及每隔半年应检查风机连接件、紧固件有否松动，调整传动皮带松紧，添加润滑 油（脂） 。9、如遇冬季下雪，冰冻日期，必须经常开动，以防大雪堵塞风机出口。10、长期停机后应按调试方法重新检查后投入正常运行。7、风机的选型风机的选型一般按下述步骤进行：1、计算确定隧道内所需通风量：2、计算所需总推力
10、 ItIt=PAt(N）其中，At：隧道横截面积（m2）P：各项阻力之和（Pa） ；一般应计及下列 4 项：1）隧道进风口阻力与出风口阻力；2）隧道表面摩擦阻力，悬吊风机装置、支架及路标等引起的阻力；3）交通阻力；4）隧道进出口之间因温度、气压、风速不同而生的压力差所产生的阻力；3、确定风机布置的总体方案根据隧道长度、所需总推力以及射流风机提供推力的范围，初步确定在隧道总长上共布置m 组风 机，每组 n 台，每台风机的推力为 T。满足 mnTTt 的总推力要求，同时考虑下列限制条件：1）n 台风机并列时，其中心线横向间距应大于 2 倍风机直径。2）m 组（台）风机串列时，纵向间距应大于 10
11、倍隧道直径。4、单台风机参数的确定射流风机的性能以其施加于气流的推力来衡量，风机产生的推力在理论上等于风机进出口气流 的动量差（动量等于气流质量流量与流速的乖积） ，在风机测试条件下，进口气流的动量为零 ，所以可以计算出在测试条件下，风机的理论推力：理论推力=QV=Q2/A(N):空气密度（kg/m3)Q：风量（m3/s)A:风机出口面积（m2）试验台架量测推力 T1 一般为理论推力的 0.85-1.05 倍。取决于流场分布与风机内部及消声器的结 构。风机性能参数图表中所给出的风机推力数据均以试验台架量测推力为准，但量测推力还不 等于风机装在隧道内所能产生的可用推力 T，这是因为风机吊装在隧道
12、中时会受到隧道中时会受 到隧道中气流速度产生的卸荷作用的影响（柯达恩效应） ，可用推力减少。影响的程度可用系 数 K1 和 K2 来表示和计算：T=T1K1K2 或 T1=T（K1K2）其中 T：安装在隧道中的射流风机可用推力（N）T1： 试验台架量测推力（N）K1： 隧道中平均气流速度以及风机出口风速对风机推力的影响系数K2：风机轴流离隧道壁之间距离的影响系数8、轴流风机的运行要点试运转1、风机安装完毕后，在启动前应检查风机转动的灵活性，用手拨动叶片是否有卡住摩擦现象。检查风机及相邻管道内是否有遗留工具和其它杂物。2、检查管道内的风门是否处于开启状态。3、人员应远离风机。4、点动风机，查看风
13、机转向是否与旋转标记相符，在检查合格后，试运行 10-30 分钟后停止，检查叶片有无松动现象，减振座与基础联接螺栓有无松动，一切正常后，才正式启动，投入运行。风机正常运行风机在正常运行中，主要监视电机的电流，电流不仅是风机负荷的标志，也是一些异常事故预报。其次要经常检查电机与风机的振动是否正常及有无摩擦、异常响声。对并联运行的风机应注意监视风机是否在喘振状态情况下运行。在正常运行中，如遇下列情况应立即停机检查：1、风机发生强烈振动或碰擦声。2、电机电流突然上升，并超过电机的额定电流。3、电机轴承温度急剧上升。维护与保养1、不带故障运行，只有在风机设备完全正常的情况下方可运转。2、定期检查风机叶
14、片是否松动，叶片与风筒间隙是否正常。 3、定期检查电机与机壳联接螺栓紧固情况，检查减振座与基础联接是否完好。4、定期清除叶片表面积灰、污垢。5、定期为电机轴承更换润滑脂，一般为三个月加一次油，也可按实际情况更换润滑脂。9、离心通风机怎么安装在这装离心风机之前，应对风机叶轮、机壳等各部件仔细检查，确定无损坏后方可装配，主轴、轴承等关键部件更应仔细检查，用煤油清洗轴承座内部，并加润滑剂。安装要求：1、风机安装时，通风管道的重量不应加在机壳上，安装风管时应另加支撑。2、按图纸校正进风口与叶轮之间间隙，并且保持轴向水平位置。3、安装进风管道时，可以直接将进风管道与进风口处预埋螺栓连接。4、风机安装完毕
15、，用手工方法拨动叶轮，检查是否有过紧或碰擦现象，在无过紧或碰擦的情况下方可进行试运转。5、电动机安装后，安装皮带轮罩，如进气口不接进气管道时也需添加防护网或其他安全装置。6、注意叶轮运转方向，要和标牌一致，不能反转。7、风机进出口必须安装软接管。其它部件，按图纸相应位置进行安装。 由于风机流量 Q、全压 P、主轴转速 n、轴功率 No 之间有固定关系，因此，在电机容量不变时，主轴转速不容许更改，若主轴转速增大，电机有过载烧毁的危险。风机所采用的电机功率，系指特定情况下，加上机械损失及应有的储备量而言，并作出风口全开时所需功率。为安全起见，应在风机的进出风口管路中加上阀门，起动风机时将其关闭，运
16、转后将阀门慢慢开启，达到规定工况为止，并注意电机电流量是否超过规定值。10、离心风机设计方案与技术风机概述：风机是各个工厂、企业普遍使用的设备之一，特别是风机的应用更为广泛。锅炉鼓风、消烟除尘、通风冷却都离不开风机，在电站、矿井、化工以及环保工程，风机更是不可缺少的重要设备，正确掌握风机的设计，对保证风机的正常经济运行是很重要的。离心风机设计方案的选择离心风机设计时通常给定的条件有：容积流量、全压、工作介质及其密度(或工作介质温度)，有时还有结构上的要求和特殊要求等。对离心风机设计的要求大都是：满足所需流量和压力的工况点应在最高效率点附近；最高效率值要尽量大一些，效率曲线平坦；压力曲线的稳定工
17、作区间要宽；风机结构简单，工艺性好；材料及附件选择方便；有足够的强度、刚度，工作安全可靠；运转稳定，噪声低；调节性能好，工作适应性强；风机尺寸尽可能小，重量轻；操作和维护方便，拆装运输简单易行。然而，同时满足上述全部要求，一般是不可能的。在气动性能与结构(强度、工艺)之间往往也有矛盾，通常要抓住主要矛盾协调解决。这就需要设计者选择合理的设计方案，以解决主要矛盾。例如：随着风机的用途不同，要求也不一样，如公共建筑所用的风机一般用来作通风换气用，一般最重要的要求就是低噪声，多翼式离心风机具有这一特点；而要求大流量的离心风机通常为双吸气型式；对一些高压离心风机，比转速低，其泄漏损失的相对比例一般较大
18、。离心风机设计时几个重要方案的选择：(1)叶片型式的合理选择：常见风机在一定转速下，后向叶轮的压力系数中 t 较小，则叶轮直径较大，而其效率较高；对前向叶轮则相反。(2)风机传动方式的选择：如传动方式为 A、D、F 三种，则风机转速与电动机转速相同；而B、C、E 三种均为变速，设计时可灵活选择风机转速。一般对小型风机广泛采用与电动机直联的传动 A， ，对大型风机，有时皮带传动不适，多以传动方式 D、F 传动。对高温、多尘条件下，传动方式还要考虑电动机、轴承的防护和冷却问题。(3)蜗壳外形尺寸的选择：蜗壳外形尺寸应尽可能小。对高比转数风机，可采用缩短的蜗形，对低比转数风机一般选用标准蜗形。有时为
19、了缩小蜗壳尺寸，可选用蜗壳出口速度大于风机进口速度方案，此时采用出口扩压器以提高其静压值。(4)叶片出口角的选定：叶片出口角是设计时首先要选定的主要几何参数之一。为了便于应用，我们把叶片分类为：强后弯叶片(水泵型)、后弯圆弧叶片、后弯直叶片、后弯机翼形叶片；径向出口叶片、径向直叶片；前弯叶片、强前弯叶片(多翼叶)。表 1 列出了离心风机中这些叶片型式的叶片的出口角的大致范围。(5)叶片数的选择：在离心风机中，增加叶轮的叶片数则可提高叶轮的理论压力，因为它可以减少相对涡流的影响(即增加 K 值)。但是，叶片数目的增加，将增加叶轮通道的摩擦损失，这种损失将降低风机的实际压力而且增加能耗。因此，对每
20、一种叶轮，存在着一个最佳叶片数目。具体确定多少叶片数，有时需根据设计者的经验而定。根据我国目前应用情况，在表 2 推荐了叶片数的选择范围。(6)全压系数 t 的选定：设计离心风机时，实际压力总是预先给定的。这时需要选择全压系数 t，全压系数的大致选择范围可参考表 3。(7)离心叶轮进出口的主要几何尺寸的确定：叶轮主要尺寸示于图 1。叶轮是风机传递给气体能量的唯一元件，故其设计对风机影响甚大；能否正确确定叶轮的主要结构，对风机的性能参数起着关键作用。它包含了离心风机设计的关键技术-叶片的设计。而叶片的设计最关键的环节就是如何确定叶片出口角 2A。关键技术的设计分析在设计离心风机时，关键就是掌握好
21、叶轮叶片出口角 2A 的确定。根据叶片出口角 2A 的不同，可将叶片分成三种型式即后弯叶片(2AQb(風量)，PaPb(靜壓)。 2.此 FAN b 雖然風量與靜壓都較 FAN a 高，但客戶使用上應以 OPa 為最佳選擇；非僅以風扇最大風量與最大靜壓作為選擇依據。 3.而系統阻抗設計的好壞也是選擇風扇的重點之一；圖中 R1 係最佳系統阻抗設計，R2 係系統阻抗較高，R3 較低；要改善系統阻抗設計應自系統進出風口之大小調整、系統內元件排放位置調整等，再經由風洞之測試即可調整及驗證出最佳的系統阻抗。 4.比較 FAN a 與 FAN b 可得知 FAN a 之馬達扭力與扇葉、外框設計特性 較 F
22、AN b 佳。风机的分类及应用领域风机是用于输送气体的机械，从能量观点看，它是把原动机的机械能转变为气体能量的一种机械。 为学习、了解风机，本文先介绍一些最基本的知识。 1.1.风机的分类 按结构和工作原理，把通风机作以下分类： 1.2.风机的应用 风机广泛地应用于各个工业部门，一般讲，离心式通风机适用于小流量、高压力的场所，而轴流式通风机则常用于大流量、低压力的情况。 一、锅炉用风机 锅炉用风机根据锅炉的规格可选用离心式或轴流式。又按它的作用分为锅炉通风机向锅炉内输送空气；锅炉引风机把锅炉内的烟气抽走。 二、通风换气用风机 这类风机一般是供工厂及各种建筑物通风换气及采暖通风用，要求压力不高，
23、但噪声要求要低，可采用离心式或轴流式风机。 三、工业炉（化铁炉、锻工炉、冶金炉等）用通风机 此种通风机要求压力较高，一般为，即高压离心风机的范围。因压力高、叶轮圆周速度大，故设计时叶轮要有足够的强度。 四、矿井用通风机 它有两种：一种是主风机（又称主扇） ，用来向井下输送新鲜空气，其流量较大，采用轴流式较合适，也有用离心式的另一种是局部风机（又称局扇） ，用于矿井工作面的通风，其流量、压力均小，多采用防爆轴流式风机。 五、煤粉风机 输送热电站锅炉燃烧系统的煤粉，多采用离心式风机。煤粉风机根据用途不同可分两种：一种是储仓式煤粉风机，它是将储仓内的煤粉由其侧面吹到炉膛内，煤粉不直接通过风机，要求风
24、机的排气压力高；另一种是直吹式煤粉风机，它直接把煤粉送给炉膛。由于煤粉对叶轮及体壳磨损严重，故应采用耐磨材料。如何计算产品所需风机的风量应不同地区不同客户，制造厂有义务指导客户如何选择适当风量，兹将风量选择方法，介绍如下： 首先必须了解一些已知条件：1.1 卡等于 1g 重 0的水使其温度上升 1所需的热量。 2.1 瓦特的功率工作 1 秒钟等于 1 焦尔。3.1 卡等于 4.2 焦尔4.空气的定压(10mmAq)比热(Cp)=0.24(Kcal/Kg) 5.标准状态空气：温度 20、大气压 760mmHg 、湿度 65%的潮湿空气为标准空气，此时 单位体积空气的重量（又称比重量）为 1200
25、g/M*36.CMM、CFM 都是指每分钟所排出空气体积，前者单位为立方米/每分；后者单位为立方英呎/每分钟。1CMM=35.3CFM。 2, 公式推算 一、 得知：风扇总排出热量(H)=比热(Cp )重量(W)容器允许温升(Tc)因为：重量 W=(CMM/60) D=单位之间(每秒)体积乘以密度=(CMM/60)1200g/M*3=(Q/60) 1200g/M*3 所以：总热量(H)=0.24(Q/60) 1200g/M*3Tc 二、 电器热量(H)=( P功率 t 秒 )/4.2三、 由一、二得知: 0.24(Q/60) 1200g/M*3Tc=(Pt)/4.2Q=(P60)/12004.
26、20.24TcQ=0.05P/Tc (CMM)=0.0535.3 P/Tc=1.76 P/Tc(CFM)四、 换算华氏度数为：Q=0.051.8 P/Tf=0.09 P/Tf(CMM) =1.761.8 P/Tf=3.16 P/Tf(CFM) 3, 范例 例一：有一电脑消耗功率 150 瓦，风扇消耗 5 瓦，当夏季气温最噶 30，设 CPU 允许工作 60，所需风扇风量计算如下： P=150W+5W=155W；Tc=60-30=30Q=0.05155/30=0.258CMM=9.12CFM(为工作所需风量)所以,应选择实际风量为 Qa 之风扇例二：有一 SWITCHING 电源供应器消耗功率
27、250 瓦，风扇消耗 20 瓦，当地夏季气温最高 55，设该供应器允许工作 95，所需风扇风量计算如下： P=250W+20W=270W；Tf=95-55=40Q=0.09270/40=0.6075CMM=21.44CFM(为工作所需风量)所以,应选择实际风量为 Qa 之风扇风机性能参数包括哪些风机性能参数包括：1. 流量 Q( m3/h, m3/min, m3/s, cfm) 2. 全压 P(Pa, mbar, hPa, kPa, mmH2O, mmHg 3. 静压 Pst(Pa, mbar, hPa, kPa, mmH2O, mmHg) 4. 全压效率 (%) 5. 静压效率 st(%) 6. 轴功率 N(W, kW, hp 马力)
